[发明专利]一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法

权利要求书

1.一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，包括放卷辊，所述的放卷辊由伺服电机进行控制，衬底包裹在放卷辊上，能够在放卷辊的带动下进行运动；张紧辊，所述的张紧辊用于控制衬底的张紧程度；支撑辊一、支撑辊二、支撑辊三，所述的支撑辊一、支撑辊二、支撑辊三用于对衬底进行支撑；处理腔，所述的处理腔置于可调换式涂胶装置和放卷辊之间，用于将涂有平坦层的衬底平坦化；可调换式涂胶装置，所述的可调换式涂胶装置固定在调节装置一上，可以用于在衬底上涂抹光刻胶和平坦层；调节装置一，所述的调节装置一用于调节可调换式涂胶装置的高度以便于可调换式涂胶装置对涂胶装置一和涂胶装置二的相互调换，并使得涂胶装置可以涂抹指定的的胶层厚度；红外线加热装置，所述的红外线加热装置用于将光刻胶加热至玻璃化温度；换辊装置，所述的换辊装置固定于调节装置二上，可以用于在衬底的胶层上压印出不同形状的微纳图案；调节装置二，所述的调节装置二用于调节换辊装置的高度以便于换辊装置进行换辊，并可以使得压印辊下压指定的位移以施加相应的压印力；背辊，所述的背辊用于对压印部分的衬底及压印辊进行支撑；刻蚀腔，所述的刻蚀腔用于对压印完毕的图案进行刻蚀，取出残余胶层；导向辊，所述的导向辊用于对衬底进行导向；收卷辊，所述的收卷辊通过同步齿形带与放卷辊相连，衬底包裹在放卷辊上，收卷辊与放卷辊始终保持同步运动，使得衬底平稳运动。

2.根据权利要求1所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的可调换式涂胶装置包括：涂胶装置一、涂胶装置二和转盘，其中，转盘与伺服电机相连，通过控制伺服电机使得转盘旋转180°进行涂胶装置的调换，涂胶装置一和涂胶装置二通过轴承固定于转盘上，在圆盘旋转时始终保持水平。

3.根据权利要求1所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的涂胶装置一中储放有光刻胶。

4.根据权利要求1所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的涂胶装置一中储放有平坦层材料，所述的平坦层材料为PVA。

5.根据权利要求1所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的换辊装置包括：压印辊一、压印辊二、压印辊三和支撑架，其中，支撑架与伺服电机相连，通过控制伺服电机使得支撑架旋转120°可进行压印辊的换辊，压印辊一、压印辊二、压印辊三通过轴承固定于支撑架上，并都作为主动辊，由伺服电机控制其转动，压印辊一、压印辊二、压印辊三始终保持同步转动。

6.根据权利要求5所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的压印辊一、压印辊二、压印辊三在初始装配时便已对齐完毕，且压印辊一、压印辊二、压印辊三上的图案阵列角度相同，且压印辊在支撑架上不产生相对滑动。

7.根据权利要求1所述的一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征在于，所述的调节装置由高精度一维电控位移平台构成。

8.一种采用权利要求1所述一种制备分级微结构的纳米压印的装置及方法，其特征是，它包括以下步骤：

（1）放卷辊开始放卷，带动收卷辊进行收卷，可调换式涂胶装置中的涂胶装置一对衬底进行涂胶，开启红外线加热装置将光刻胶加热至压印温度，由压印辊一进行压印，压印完毕后进行脱模，经由刻蚀腔进行刻蚀，去除残胶，由收卷辊进行收集；

（2）收卷辊收集完毕后，关闭红外线加热装置，调节装置一控制可调换式涂胶装置向上位移，可调换式涂胶装置旋转180°，对涂胶装置进行调换，调节装置二控制换辊装置向上位移，支撑架旋转120°进行换辊，控制放卷辊进行反转，此刻收卷辊进行放卷，放卷辊进行收卷，调节装置一控制可调换式涂胶装置向下位移，压印完毕的衬底经过涂胶装置二涂抹一层平坦层后，经由处理腔进行平坦层的平坦化，最后由放卷辊进行收集；

（3）调节装置一控制可调换式涂胶装置向上位移，可调换式涂胶装置旋转180°，对涂胶装置进行调换后，调节装置一控制可调换式涂胶装置向下位移，控制放卷辊进行反转，此刻收卷辊进行收卷，放卷辊进行放卷，平坦化的衬底经过涂胶装置一旋涂一层光刻胶，开启红外线加热装置将光刻胶加热至压印温度，调节装置二控制换辊装置向下位移，通过压印辊二对涂有光刻胶的衬底进行压印，压印完毕后进行脱模，经由刻蚀腔进行刻蚀，去除残胶，由收卷辊进行收集；

（4）重复上述步骤，将图案制备完毕后，将衬底取下，展开并平整的浸入水中，去除平坦层，放入加热箱进行加热，使得分级微结构粘结，得到分级微结构。